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礦井水處理一體化設(shè)備詳解
標(biāo)簽:     添加時(shí)間:2023-01-10 瀏覽次數(shù):2758

  礦井水處理工藝流程介紹(礦井水處理一體化設(shè)備原理分享)


       礦床開采破壞了地下水原始賦存狀態(tài)并產(chǎn)生了裂隙,密切了大氣降水、地表水、地下水和生活用水,各含水層之間的水力聯(lián)系,使各種水沿著原有的和新裂隙滲入井下采掘空間形成礦井水。


  礦井水的處理技術(shù)

  目前我國按照對環(huán)境影響以及作為生活飲用水水源的可行性,習(xí)慣上將礦井水按水質(zhì)類型特征分為潔凈礦井水、含懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水和含有毒有害元素或放射性元素礦井水五類。不同的礦井水采取不同的處理方法。

  1.潔凈礦井水

  多指礦區(qū)煤系地層中的奧灰水、砂巖裂隙水、第四紀(jì)沖積層水及老空積水。這種水質(zhì)中性,低濁度,低礦化度,有毒有害元素含量很低,基本符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn),可設(shè)專用輸水管道給予利用,作生活飲用水時(shí)需進(jìn)行消毒處理。太原市古交礦井在開采過程中穿過第四紀(jì)河谷沖積層,就遇到這種水,古交礦直接供全礦生產(chǎn)和生活使用。

  2.含懸浮物礦井水

  這種水中含有較多煤粒、巖、粉、等懸浮物,一般呈黑色,但其總硬度和礦化度并不高。懸浮物的主要特性是在動(dòng)水中呈懸浮狀態(tài),但在靜水中可以分離出來,輕的上浮,重的下沉。根據(jù)懸浮物的特性,對工業(yè)用水凈化處理常用的主要方法有混凝、沉淀。混凝是水處理工藝中十分重要的環(huán)節(jié)。選用混凝劑的原則是產(chǎn)生大、重、強(qiáng)的礬花,凈水效果好,對水質(zhì)沒有不良影響,價(jià)格便宜,貨源充足。常用的混凝劑為鋁鹽和鐵鹽混凝劑。混合過程是讓藥劑迅速而均勻地分散到水中,應(yīng)在盡量短的時(shí)間內(nèi)與原水均勻混合,使水中的全部膠體雜質(zhì)都能和藥劑發(fā)生作用。原水加混凝劑后,經(jīng)過混合作用,水中膠體雜質(zhì)凝聚成較大的礬花顆粒,在沉淀池中去除。在經(jīng)過快濾和消毒處理后也可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。山西很多煤礦的井下排水屬這類礦井水。

  3.高礦化度礦井水

  礦化度無機(jī)鹽總含量大于1000mg/L的礦井水。主要含有S0i2-、CI-1、Ca2+、K+、Na+等離子。硬度相應(yīng)較高,水質(zhì)多數(shù)呈中性或偏堿,帶苦澀味,少數(shù)有酸性。高礦化度礦井水不利于作物生長,會使土壤鹽漬化。用作鍋爐用水,容易結(jié)垢。作建筑用水,會影響混凝土質(zhì)量。人們長期飲用,將引起腹瀉和消化不良,尤其對心臟和腎臟病患者影響更嚴(yán)重。我國北方缺水礦區(qū)的礦井水往往屬于高礦度礦井水,有必要通過凈化和淡化工藝處理成為飲用水和生產(chǎn)用水。當(dāng)前高礦化度礦井水采用以下處理方法。

  4.化學(xué)方法

  離子交換法是化學(xué)脫鹽的主要方法,這是一種比較簡單的方法,就是利用陰陽離子交換劑去除水中的離子,以降低水的含鹽量。

  5.膜分離法

  反滲透和電滲析脫鹽技術(shù)均屬于膜分離技術(shù),是我國目前苦咸水脫鹽淡化處理的主要方法。

  (1)反滲透法。反滲透法是借助于半透膜在壓力作用下進(jìn)行物質(zhì)分離的方法。可有效地去除無機(jī)鹽類、低分子有機(jī)物、病毒和細(xì)菌等,適用于含鹽量大于4000mg/L的水的脫鹽處理。

  (2)電滲析法。在直流電場作用下,利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性,而使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過程。

  酸性礦井水

  水質(zhì)特征為pH值小于5.5的礦井水,一般為3~3.5,個(gè)別小于3,總酸度高。當(dāng)開采含硫煤層時(shí),硫受到氧化與生化作用產(chǎn)生硫酸,酸性水易溶解煤及其圍巖中的金屬元素,故鐵、錳重金屬以及無機(jī)鹽類增加,使礦化度、硬度升高。酸性水在我國南方高硫礦區(qū)比較常見。酸性水容易腐蝕礦井設(shè)備與排水管路,并且危害工人健康。如果抽排至地面,會影響土壤酸堿度,導(dǎo)致土壤板結(jié)和作物枯萎,而且使地表水酸度上升,間接的影響了水生生物的生存。對環(huán)境與生態(tài)會造成重大的損害,因此必須進(jìn)行治理達(dá)標(biāo)后外排,其處理的方法有以下幾種。

  1.物理化學(xué)法(中和法)

  (1)石灰石中和法。采用石灰石作中和劑與酸性水中硫酸中和反應(yīng),產(chǎn)生微溶硫酸鈣和易分解的碳酸,從而降低酸度。

  (2)石灰中和法。石灰的主要化學(xué)成分是CaO,當(dāng)用水調(diào)配成石灰乳,則形成熟石灰Ca(OH)2,熟石灰與酸性水中的H2SO4反應(yīng)。

  (3)石灰石.石灰聯(lián)合中和法。該工藝第一階段選用石灰石滾筒法中和,消耗酸性礦井水中絕大部分游離H2SO4,使酸性水的pH值接近于6;然后在第二階段再投加石灰中和處理,使水的pH值進(jìn)一步提高,達(dá)到8左右,這時(shí)Fe2水解產(chǎn)生沉淀,形成絮狀物,起到混凝作用,有利于懸浮固體去除。

  2.生物化學(xué)方法(微生物法)

  該方法是目前國內(nèi)外研究比較多的處理方法,在美國、日本等國家已進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。其原理是利用氧化亞鐵硫桿菌在酸性條件下將水中的Fe2+氧化成Fe3+,以實(shí)現(xiàn)酸性礦井水的除鐵。氧化亞鐵硫桿菌能從Fe2+的氧化反應(yīng)中獲取自身生存和繁殖所需的能量,無須加任何營養(yǎng)液。

  中國是一個(gè)礦產(chǎn)資源大國,礦產(chǎn)開采和利用對水資源的破壞相當(dāng)嚴(yán)重,酸性礦井水的處理是眾多礦山企業(yè)面臨的主要環(huán)境和生態(tài)問題。人工濕地作為一種有效的酸性礦井水處理方法,在中國的應(yīng)用將越來越廣泛,其作用將越來越大。


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